JPH09113913A - Chiral smectic liquid crystal element and its production - Google Patents

Chiral smectic liquid crystal element and its production

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Publication number
JPH09113913A
JPH09113913A JP29603695A JP29603695A JPH09113913A JP H09113913 A JPH09113913 A JP H09113913A JP 29603695 A JP29603695 A JP 29603695A JP 29603695 A JP29603695 A JP 29603695A JP H09113913 A JPH09113913 A JP H09113913A
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JP
Japan
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liquid crystal
chiral smectic
smectic liquid
pair
film
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Withdrawn
Application number
JP29603695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Moriyama
孝志 森山
Yukio Haniyu
由紀夫 羽生
Yasuhiro Ito
靖浩 伊藤
Masanobu Asaoka
正信 朝岡
Yasuaki Takeda
恭明 武田
Ikuo Nakazawa
郁郎 中澤
Yasushi Asao
恭史 浅尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to obtain the good and uniform orientation of oriented films formed as thin films by forming LB films of an alignment layer thickness on electrodes consisting of amorphous ITO subjected to surface flattening. SOLUTION: This chiral smectic liquid crystal element has a pair of the substrates 11a, 11b which are disposed to face each other by holding the chiral smectic liquid crystals 15 therebetween and are respectively formed with the transparent counter electrodes 12a, 12b for impressing voltage on the chiral smectic liquid crystals 15 on their opposite surfaces. The chiral smectic liquid crystals 15 in an oriented state exhibits at least two optically stable states. At least one electrodes of a pair of the counter electrodes 12a, 12b consist of the amorphous ITO subjected to surface roughening and have the alignment layers 14a, 14b consisting of the LB films having <=5nm film thickness thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子や液
晶光シャッター等で用いる液晶素子、特にカイラルスメ
クティック液晶素子に関し、さらに詳しくはカイラルス
メクティック液晶分子の配向状態を改善することにより
表示特性を改善したカイラルスメクティック液晶素子に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, a liquid crystal device used in a liquid crystal optical shutter, and the like, and more particularly to a chiral smectic liquid crystal device. More specifically, it improves display characteristics by improving the alignment state of chiral smectic liquid crystal molecules. And a chiral smectic liquid crystal device.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電性液晶の屈折率異方性を利用して
偏光素子との組み合わせにより透過光線を制御する型の
表示素子がクラーク(Clark)及びラガーウオル
(Lagerwall)により提案されている(特開昭
56−107216号公報、米国特許第4367924
号明細書等)。
2. Description of the Related Art A display device of the type in which transmitted light rays are controlled by using a refractive index anisotropy of a ferroelectric liquid crystal in combination with a polarizing element has been proposed by Clark and Lagerwall ( JP-A-56-107216, U.S. Pat. No. 4,367,924.
No. specification).

【0003】この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域
において、カイラルスメクティックC相(SmC* )ま
たはH相(SmH* )を有し、この状態において、印加
される電界に応答して第1の光学的安定状態と第2の光
学的安定状態のいずれかをとり、かつ電界の印加の無い
ときはその状態を維持する性質、すなわち双安定性を有
し、また、電界の変化に対する応答も速やかであり、高
速並びに記憶型の表示素子用として広い利用が期待され
ている。
This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) in a specific temperature range. In this state, the first liquid crystal responds to an applied electric field. Has an optical stable state and a second optical stable state, and has the property of maintaining that state when no electric field is applied, that is, bistability, and also responds to changes in the electric field. It is fast and expected to be widely used for high speed and memory type display devices.

【0004】この双安定性を有するカイラルスメクティ
ック液晶を用いた光学変調素子が所定の素子特性を発揮
するためには、一対の平行基板間に配列される液晶が、
欠陥のない均一な配向状態であること、及び電界の印加
による上記2つの安定状態での変換が効率的に起こり、
かつ電界を印加していないときはその前の状態を保持す
るような分子配向状態であることが必要である。
In order for the optical modulation element using the chiral smectic liquid crystal having the bistability to exhibit predetermined element characteristics, the liquid crystal arranged between the pair of parallel substrates must be
A uniform alignment state without defects, and efficient conversion of the above two stable states due to the application of an electric field,
In addition, it is necessary that the molecular orientation is such that the previous state is maintained when no electric field is applied.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般にカイラルスメク
ティック液晶を配向させるには、基板表面にポリイミド
(PI)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアミ
ド(PA)等の水平配向性、あるいは傾斜配向性の高分
子膜を形成し、ほぼ同一方向にラビング処理した一対の
基板を用いる。しかし、電極と液晶層の間の高分子配向
膜が絶縁体層として働くため、第1の光学的安定状態
(例えば、白の表示状態)と第2の光学的安定状態(例
えば、黒の表示状態)にスイッチングするための一方極
性電圧を印加した場合、この一方極性電圧の印加解除
後、カイラルスメクティック液晶層には自発分極の存在
にもとづく他方極性の逆電界Vrev が生じ、この逆電界
rev が表示の際の残像や、もしくは第1の光学的安定
状態(例えば、白の表示状態)と第2の光学的安定状態
(例えば、黒の表示状態)にスイッチングすることが出
来ない状態(スイッチング不良)を引き起こすことが明
らかにされている。
Generally, in order to orient a chiral smectic liquid crystal, a polymer having horizontal or tilt orientation such as polyimide (PI), polyvinyl alcohol (PVA) or polyamide (PA) on the surface of a substrate. A pair of substrates, on which a film is formed and subjected to a rubbing treatment in substantially the same direction, is used. However, since the polymer alignment film between the electrode and the liquid crystal layer acts as an insulator layer, the first optically stable state (for example, white display state) and the second optically stable state (for example, black display state). When a one-polarity voltage for switching to a state) is applied, after the application of this one-polarity voltage, a reverse electric field V rev of the other polarity is generated in the chiral smectic liquid crystal layer due to the presence of spontaneous polarization, and this reverse electric field V rev is the afterimage at the time of display, or a state in which the first optical stable state (for example, white display state) and the second optical stable state (for example, black display state) cannot be switched ( It has been clarified that it causes switching failure).

【0006】そして、上記のような逆電界Vrev による
スイッチング不良は配向膜の高容量化によって解決され
ることが明らかとなっている(例えば吉田明雄著、昭和
62年10月「液晶討論会予稿集」142〜143頁の
「SSFLCのスイッチング特性」)。
It has been clarified that the switching failure due to the reverse electric field V rev as described above can be solved by increasing the capacity of the alignment film (for example, Akio Yoshida, October 1987, "Liquid Crystal Conference Preliminary Report"). ”,“ Switching characteristics of SSFLC ”on pages 142 to 143).

【0007】また、配向膜の高容量化は配向膜を薄膜化
することによって達成されるので、基板上に形成する配
向膜を薄膜化(例えば膜厚5nm以下)することによっ
て、残像やスイッチング不良がなく双安定性が保持され
た所定の表示特性を達成することが出来る。
Further, since the capacity of the alignment film can be increased by thinning the alignment film, the thinning of the alignment film formed on the substrate (for example, a film thickness of 5 nm or less) causes afterimages and switching failures. Therefore, it is possible to achieve a predetermined display characteristic in which bistability is maintained.

【0008】ところで、配向膜の薄膜化にはラングミュ
ア・ブロジェット(LB)法が有効であり、この手法を
用いることで膜厚数nm以下の均一な配向膜を形成する
ことが出来る。
Incidentally, the Langmuir-Blodgett (LB) method is effective for thinning the alignment film, and by using this method, a uniform alignment film having a thickness of several nm or less can be formed.

【0009】一方、配向膜を形成する透明電極として用
いられているITO(IndiumTin Oxid
e)等の薄膜は、その表面に数nm程度の凹凸が存在す
るため、透明電極上に形成された配向膜の膜厚が薄い場
合には液晶の配向状態はこの凹凸の影響を受ける。特に
コレステリック相(Ch)を持たず、等方相(Iso)
−スメクティックA相(SmA)−カイラルスメクティ
ック相転移をする液晶を用いた場合には、Iso相−S
mA相転移の際にこの凹凸がバトネの一軸性を乱すため
に、液晶の均一配向が得られにくいという問題が生じ
る。したがって、このような凹凸のある透明電極上にL
B法によって膜厚が5nm程度の配向膜を形成する場
合、凹凸の影響を受けるために液晶の均一配向が得られ
にくい。
On the other hand, ITO (Indium Tin Oxid) used as a transparent electrode for forming an alignment film.
Since the thin film such as e) has unevenness of about several nm on its surface, the alignment state of the liquid crystal is affected by the unevenness when the thickness of the alignment film formed on the transparent electrode is thin. Isotropic phase (Iso) without cholesteric phase (Ch)
-Smectic A phase (SmA) -When a liquid crystal having a chiral smectic phase transition is used, Iso phase-S
Since the unevenness disturbs the uniaxiality of the Batone during the mA phase transition, there arises a problem that it is difficult to obtain uniform alignment of the liquid crystal. Therefore, L is formed on the transparent electrode having such unevenness.
When the alignment film having a film thickness of about 5 nm is formed by the B method, it is difficult to obtain uniform alignment of the liquid crystal due to the influence of unevenness.

【0010】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、前記カイラルスメクティック液晶に対して薄
膜化された(例えば膜厚5nm以下)配向膜で良好な均
一配向を得ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain good uniform alignment with an alignment film which is thinned (for example, a film thickness of 5 nm or less) with respect to the chiral smectic liquid crystal. To do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく成
された本発明の構成は、以下の通りである。
The structure of the present invention to achieve the above object is as follows.

【0012】即ち、本発明の第一は、カイラルスメクテ
ィック液晶を間に保持して対向するとともに、その対向
面には夫々カイラルスメクティック液晶に電圧を印加す
るための電極が形成された一対の基板を備え、配向状態
におけるカイラルスメクティック液晶が少なくとも2つ
の光学的安定状態を示すカイラルスメクティック液晶素
子であって、該一対の対向電極のうち少なくとも一方の
電極は表面平坦化されたアモルファスITOからなり、
該電極上に5nm以下の膜厚のLB膜を有することを特
徴とするカイラルスメクティック液晶素子に関する。
That is, the first aspect of the present invention is to provide a pair of substrates, which are opposed to each other with a chiral smectic liquid crystal held therebetween, and whose opposing surfaces are each provided with electrodes for applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal. A chiral smectic liquid crystal in an aligned state, the chiral smectic liquid crystal exhibiting at least two optically stable states, wherein at least one of the pair of counter electrodes is made of amorphous ITO whose surface is flattened.
A chiral smectic liquid crystal device having an LB film having a film thickness of 5 nm or less on the electrode.

【0013】上記本発明第一の液晶素子は、さらにその
特徴として、「前記一対の対向電極のうち少なくとも一
方の電極上に一軸配向処理を施さない」こと、「前記カ
イラルスメクティック液晶が、フルオロカーボン末端鎖
及び炭化水素末端鎖からなり、該両末端鎖が中心核によ
って結合され、スメクティック中間相又は潜在的スメク
ティック中間相を有するフッ素含有液晶性化合物を含有
するカイラルスメクティック液晶組成物である」こと、
「前記フッ素含有化合物を含有するカイラルスメクティ
ック液晶組成物が下記一般式(I)で表される化合物を
1種もしくは多種含む」こと、 P−Q−A−W−B−(T−D)n −U−V (I) (式中、A,B,Dは、それぞれ同一もしくは異なる芳
香族環,複素芳香族環,脂肪族環あるいはそれらの縮環
構造を表す。それらの環は置換されていても良い。Q,
W,Tは、それぞれ同一もしくは異なる単結合,−O
−,−COO−,−OCO−,−C≡C−,−CONR
−,−NRCO−,−NR−,−CH2 −,−CH=N
−,−N=CH−,−CH=CH−,−COS−,−S
CO−,−CH2 CH2 −,−CH2 O−,−OCH2
−を表す。Rは、アルキル基を表す。Pは、置換されて
いても良いアルキル基を表す。nは、0,1又は2を表
す。Uは、−CO−Cm2m−,−O−Cm2m−,−
m2m−CO−,−Cm2m−O−,−Cm2m−,
−OSO2 −,−SO2 O−,−SO2 −,−SO2
m2m−,−O−Cm2m−O−Cm2m−,−Cm
2m−SO2 −,−Cm2m−O−Cm2m−O−,−
m2m−N(Cm'2m'+1 )−SO2 −,−Cm2m
−N(Cm'2m'+1 )−CO−,−SO2 −N(Cm'
2m'+1 )−Cm2m−,−CO−N(Cm'2m'+1 )−
m2m−を表し、m,m’はそれぞれ同一もしくは異
なる1から20までの整数を表す。Vは、−(Cp2p
O)qr2r+1を表す。pはqが複数の場合それぞれ
の(Cp2pO)に対して独立に1から10の整数であ
り、qが1の場合1から10の整数である。qは1から
6の整数である。rは1から10の整数である。) 「前記カイラルスメクティック液晶がコレステリック相
を持たない液晶である」こと、をも含むものである。
The above-mentioned first liquid crystal element of the present invention is further characterized in that "at least one of the pair of counter electrodes is not subjected to uniaxial alignment treatment", "the chiral smectic liquid crystal is fluorocarbon terminated. A chiral smectic liquid crystal composition comprising a fluorine-containing liquid crystalline compound having a smectic mesophase or a latent smectic mesophase, the chain comprising a chain and a hydrocarbon end chain, the both end chains being bound by a central nucleus.
That the chiral smectic liquid crystal composition containing the fluorine-containing compound contains one or more compounds represented by the following general formula (I), P-Q-A-W-B- (T-D) n -U-V (I) (In the formula, A, B and D each represent the same or different aromatic ring, heteroaromatic ring, aliphatic ring or their condensed ring structure. These rings are substituted. Maybe, Q,
W and T are each the same or different single bond, -O
-, -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CONR
-, - NRCO -, - NR -, - CH 2 -, - CH = N
-, -N = CH-, -CH = CH-, -COS-, -S
CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2
Represents-. R represents an alkyl group. P represents an alkyl group which may be substituted. n represents 0, 1 or 2. U is, -CO-C m H 2m - , - O-C m H 2m -, -
C m H 2m -CO -, - C m H 2m -O -, - C m H 2m -,
-OSO 2 -, - SO 2 O -, - SO 2 -, - SO 2 -
C m H 2m -, - O -C m H 2m -O-C m H 2m -, - C m
H 2m -SO 2 -, - C m H 2m -O-C m H 2m -O -, -
C m H 2m -N (C m 'H 2m' + 1) -SO 2 -, - C m H 2m
-N (C m 'H 2m' + 1) -CO -, - SO 2 -N (C m 'H
2m '+ 1) -C m H 2m -, - CO-N (C m' H 2m '+ 1) -
Represents C m H 2m −, and m and m ′ each represent the same or different integers from 1 to 20. V is- (C p F 2p
O) q C r F 2r + 1 . When q is plural, p is an integer of 1 to 10 independently for each (C p F 2p O), and when q is 1, it is an integer of 1 to 10. q is an integer of 1 to 6. r is an integer of 1 to 10. ) "The chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal having no cholesteric phase".

【0014】また、本発明の第二は、カイラルスメクテ
ィック液晶を間に保持して対向するとともに、その対向
面には夫々カイラルスメクティック液晶に電圧を印加す
るための電極が形成された一対の基板を備え、配向状態
におけるカイラルスメクティック液晶が少なくとも2つ
の光学的安定状態を示すカイラルスメクティック液晶素
子の製造方法であって、該一対の対向電極のうち少なく
とも一方の電極を表面平坦化されたアモルファスITO
で形成し、該電極上に5nm以下の膜厚のLB膜を形成
する工程を含むことを特徴とするカイラルスメクティッ
ク液晶素子の製造方法に関する。
The second aspect of the present invention is to provide a pair of substrates which are opposed to each other with a chiral smectic liquid crystal held therebetween and whose opposing surfaces are provided with electrodes for applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal. A method for manufacturing a chiral smectic liquid crystal device, in which the chiral smectic liquid crystal in an aligned state exhibits at least two optically stable states, wherein at least one electrode of the pair of opposing electrodes is surface-planarized amorphous ITO.
And a LB film having a film thickness of 5 nm or less formed on the electrode, and a method of manufacturing a chiral smectic liquid crystal element.

【0015】なお、本発明は、Ch相を持たないカイラ
ルスメクティック液晶の均一配向を得る上で特に効果を
奏するものであるが、Ch相を有するカイラルスメクテ
ィック液晶においても配向均一性を向上させ得るもので
ある。
The present invention is particularly effective in obtaining a uniform alignment of a chiral smectic liquid crystal having no Ch phase, but can improve the alignment uniformity even in a chiral smectic liquid crystal having a Ch phase. Is.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1を参照して本発明のカイラル
スメクティック液晶素子の一例(液晶セルの構成例)を
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An example of the chiral smectic liquid crystal element of the present invention (a structural example of a liquid crystal cell) will be described with reference to FIG.

【0017】図1において、11a,bはガラス基板、
12a,bは透明電極、14a,bは配向膜である。配
向膜14a,bと透明電極12a,bとの間にはショー
ト防止層13a,bが設けられる場合もある。これらの
基板11a,bをシリカビーズ等のビーズスペーサ16
を介してシール剤(不図示)を用いて張り合せることで
セルが作成される。このセルにカイラルスメクティック
液晶15を毛細管現象を利用する等して注入し、カイラ
ルスメクティック液晶素子が作成される。尚、17a,
bは偏光板である。
In FIG. 1, 11a and 11b are glass substrates,
12a and b are transparent electrodes, and 14a and b are alignment films. Short-circuit prevention layers 13a and 13b may be provided between the alignment films 14a and 14b and the transparent electrodes 12a and 12b. These substrates 11a and 11b are bead spacers 16 such as silica beads.
A cell is created by pasting together with a sealing agent (not shown) through the. The chiral smectic liquid crystal 15 is injected into this cell by utilizing the capillary phenomenon or the like to form a chiral smectic liquid crystal element. In addition, 17a,
b is a polarizing plate.

【0018】透明電極12a,bのうち少なくとも一方
はアモルファスITOの薄膜からなる。アモルファス状
態のITOはスパッタ法により成膜する際に基板温度を
約50℃に設定することで得られ、アモルファスITO
の膜厚が70nm程度の場合、その平均表面粗さを2n
m以下に制御することができる。
At least one of the transparent electrodes 12a and 12b is made of a thin film of amorphous ITO. Amorphous ITO can be obtained by setting the substrate temperature to about 50 ° C. when forming a film by sputtering.
The average surface roughness is 2n
It can be controlled to m or less.

【0019】本発明で好適に用いられるカイラルスメク
ティック液晶組成物中の前記一般式(I)で表される化
合物の具体例としては下記のものが挙げられる。尚、本
発明で用いるカイラルスメクティック液晶組成物は、前
記フッ素含有液晶性化合物のみからなっても非フッ素含
有化合物との混合物でもよい。
Specific examples of the compound represented by the general formula (I) in the chiral smectic liquid crystal composition preferably used in the present invention include the following. The chiral smectic liquid crystal composition used in the present invention may be composed of only the above-mentioned fluorine-containing liquid crystalline compound or a mixture with a non-fluorine-containing compound.

【0020】[0020]

【化1】 Embedded image

【0021】[0021]

【化2】 Embedded image

【0022】[0022]

【化3】 Embedded image

【0023】[0023]

【化4】 Embedded image

【0024】[0024]

【化5】 Embedded image

【0025】[0025]

【化6】 [Chemical 6]

【0026】[0026]

【化7】 Embedded image

【0027】[0027]

【化8】 Embedded image

【0028】[0028]

【化9】 Embedded image

【0029】[0029]

【化10】 Embedded image

【0030】[0030]

【化11】 Embedded image

【0031】[0031]

【化12】 Embedded image

【0032】また、カイラル部位を持つ化合物の具体例
として下記のものが挙げられる。
Specific examples of compounds having a chiral moiety include the following.

【0033】[0033]

【化13】 Embedded image

【0034】[0034]

【化14】 Embedded image

【0035】[0035]

【化15】 Embedded image

【0036】[0036]

【化16】 Embedded image

【0037】[0037]

【化17】 Embedded image

【0038】[0038]

【化18】 Embedded image

【0039】[0039]

【化19】 Embedded image

【0040】[0040]

【化20】 Embedded image

【0041】[0041]

【化21】 Embedded image

【0042】これら化合物は、単一で又は複数の混合系
の形でカイラルスメクティック液晶組成物の母剤として
用いる。
These compounds are used alone or in the form of a mixture of plural compounds as a base material of the chiral smectic liquid crystal composition.

【0043】本発明で用いるカイラルスメクティック液
晶組成物には、化合物同士の相溶性、層間隔等の制御に
応じて前記以外のカイラル化合物、アキラル化合物を含
む種々の他の液晶性化合物を適宜選択して、また酸化防
止剤、紫外線吸収剤、色素、顔料等の添加剤が含有され
ていてもよい。
For the chiral smectic liquid crystal composition used in the present invention, various other liquid crystal compounds including a chiral compound and an achiral compound other than the above are appropriately selected according to the compatibility of the compounds, the control of the layer spacing and the like. In addition, additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes and pigments may be contained.

【0044】次に、水平配向膜をLB法を用いて、前述
のように表面平坦化されたアモルファスITOからなる
透明電極上に形成する方法について述べる。図2はLB
膜累積装置の略図である。水槽1は純水2で満たされて
おり、この静水面上に例えばポリアミック酸と長鎖アル
キルアミンを反応させてなる両親媒性ポリイミド前駆体
を展開し、水面上に膜4を形成する。そして、3のバリ
アを矢印Aの方向に移動させることによって水面上の膜
4を圧縮する。この時、水面上の膜4の累積表面圧は一
定値に保たれている。累積表面圧を一定に保った状態で
基板5を一定の累積速度で上下させると静水面上の膜は
基板に写し取られる。これを数回繰り返すことで複数層
のLB膜を透明電極上に形成する。このLB膜を熱処理
することによってポリイミド配向膜を得る。
Next, a method of forming the horizontal alignment film on the transparent electrode made of amorphous ITO whose surface is flattened as described above by using the LB method will be described. 2 is LB
1 is a schematic diagram of a film accumulator. The water tank 1 is filled with pure water 2, and an amphipathic polyimide precursor obtained by reacting, for example, a polyamic acid with a long-chain alkylamine is spread on the still water surface to form a film 4 on the water surface. Then, the barrier 3 is moved in the direction of arrow A to compress the film 4 on the water surface. At this time, the cumulative surface pressure of the membrane 4 on the water surface is kept at a constant value. When the substrate 5 is moved up and down at a constant cumulative speed while keeping the cumulative surface pressure constant, the film on the still water surface is transferred onto the substrate. By repeating this several times, a plurality of LB films are formed on the transparent electrode. A polyimide alignment film is obtained by heat-treating this LB film.

【0045】本発明では、上記配向膜を5nm以下の膜
厚で形成する。これにより、配向膜の高容量化が図ら
れ、残像やスイッチング不良がなく双安定性が保持され
た所定の表示特性を達成することが出来る。更に、配向
膜が形成されるアモルファスITOからなる透明電極は
十分に平坦化(例えば平均表面粗さが2nm以下)され
ているため、5nm以下の膜厚の配向膜であっても液晶
の配向状態が透明電極表面の凹凸の影響を受けることが
なく、Ch相を持たないカイラルスメクティック液晶に
対して十分に均一な一軸配向を付与し得るものである。
また、Ch相を有するカイラルスメクティック液晶にお
いても配向均一性を向上させ得るものである。
In the present invention, the alignment film is formed with a film thickness of 5 nm or less. As a result, the capacity of the alignment film is increased, and it is possible to achieve a predetermined display characteristic in which bistability is maintained without causing an afterimage and a switching failure. Furthermore, since the transparent electrode made of amorphous ITO on which the alignment film is formed is sufficiently flattened (for example, the average surface roughness is 2 nm or less), the alignment state of the liquid crystal is 5 Is not affected by the irregularities on the surface of the transparent electrode, and is capable of imparting sufficiently uniform uniaxial orientation to a chiral smectic liquid crystal having no Ch phase.
In addition, even in a chiral smectic liquid crystal having a Ch phase, alignment uniformity can be improved.

【0046】[0046]

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を詳細に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【0047】[実施例]透明電極として表面平坦化され
た膜厚70nmのアモルファスITOを形成した一対の
ガラス基板を用意した。この透明電極の平均表面粗さは
2nm程度である。
[Example] A pair of glass substrates on which surface-flattened amorphous ITO having a film thickness of 70 nm was formed were prepared as transparent electrodes. The average surface roughness of this transparent electrode is about 2 nm.

【0048】一方の基板の透明電極上にLB膜の吸着性
を高めるための疎水処理として、ODA(オクタデシル
アミン)をLB法により一層成膜した。
As a hydrophobic treatment for enhancing the adsorptivity of the LB film, ODA (octadecylamine) was further formed on the transparent electrode of one substrate by the LB method.

【0049】つぎにポリイミドの前駆体であるポリアミ
ック酸LP64(東レ(株)製)をNMP(Nメチルピ
ロリドン)に1mMとなるように調製した。さらにジメ
チルヘキサデシルアミンをNMPに2mMとなるように
調製し、前記LP64溶液と等量混合することで両親媒
性のポリイミド前駆体を得る。この前駆体をLB成膜装
置の静水面上に展開し、累積表面圧35mN/m、かつ
累積速度6.75mm/minなる条件のもとで前記ア
モルファスITO電極基板上にLB法によって数層成膜
した。LB膜成膜後、300℃のオーブン中で30分の
イミド化を行うことでポリイミド水平配向膜を得る。
Next, polyamic acid LP64 (manufactured by Toray Industries, Inc.), which is a polyimide precursor, was prepared in NMP (N-methylpyrrolidone) to a concentration of 1 mM. Further, dimethylhexadecylamine was prepared in NMP so as to be 2 mM, and mixed in an equal amount with the LP64 solution to obtain an amphiphilic polyimide precursor. This precursor was spread on the still water surface of the LB film forming apparatus, and several layers were formed on the amorphous ITO electrode substrate by the LB method under the conditions of a cumulative surface pressure of 35 mN / m and a cumulative speed of 6.75 mm / min. Filmed After forming the LB film, imidization is performed for 30 minutes in an oven at 300 ° C. to obtain a polyimide horizontal alignment film.

【0050】以上のようにしてポリイミド水平配向膜を
形成した基板表面に、平均粒径2.0μmのシリカビー
ズを0.01重量%で分散させたIPA(イソプロピル
アルコール)溶液を1500rpm、10秒の条件でス
ピン塗布し、分散密度100個/mm2 程度のビーズス
ペーサを散布した。
An IPA (isopropyl alcohol) solution in which 0.01% by weight of silica beads having an average particle size of 2.0 μm are dispersed on the surface of the substrate on which the horizontal polyimide alignment film has been formed as described above is 1500 rpm for 10 seconds. Spin coating was performed under the conditions, and bead spacers having a dispersion density of about 100 / mm 2 were scattered.

【0051】他方の基板の透明電極上には、シランカッ
プリング剤ODSE(チッソ(株)製)を0.5重量%
にエタノールで希釈した溶剤を2000rpm、20秒
でスピンコートし、90℃で5分間仮乾燥した後、18
0℃で1時間乾燥する。その後、熱硬化型の液状接着剤
を印刷法により塗工した。
On the transparent electrode of the other substrate, 0.5% by weight of a silane coupling agent ODSE (manufactured by Chisso Corporation) was used.
The solvent diluted with ethanol was spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and tentatively dried at 90 ° C. for 5 minutes.
Dry at 0 ° C. for 1 hour. Thereafter, a thermosetting liquid adhesive was applied by a printing method.

【0052】こうして得られた2枚の基板を対向して張
り合せ、150℃のオーブン中で90分間熱硬化させる
ことでセルを得た。
The two substrates thus obtained were laminated facing each other and heat-cured in an oven at 150 ° C. for 90 minutes to obtain a cell.

【0053】該セルに、下記カイラルスメクティック液
晶組成物Aを減圧下(10Pa)、等方相温度(100
℃)で注入し、カイラルスメクティック相まで徐冷する
ことによってカイラルスメクティック液晶素子とした。
The following chiral smectic liquid crystal composition A was placed in the cell under reduced pressure (10 Pa) and isotropic phase temperature (100
C.) and slowly cooled to a chiral smectic phase to obtain a chiral smectic liquid crystal device.

【0054】[0054]

【化22】 Embedded image

【0055】本組成物(重量比;化合物a/b/c/d
/e=46.4/15.5/30.9/5.2/2.
0)の物性パラメータを以下に示す。
The composition (weight ratio; compound a / b / c / d)
/E=46.4/15.5/30.9/5.2/2.
The physical property parameters of 0) are shown below.

【0056】[0056]

【数1】 (Equation 1)

【0057】ティルト角(10℃) Θ=27.2° 自発分極 (10℃) Ps=−45.9(nC/cm
2
Tilt angle (10 ° C.) Θ = 27.2 ° Spontaneous polarization (10 ° C.) Ps = -45.9 (nC / cm)
2 )

【0058】本実施例のカイラルスメクティック液晶素
子をメトラー社製のFP80HT温度コントローラで制
御されたFP82ホットステージ上に乗せ、等方相から
SmA相に相転移させた。この時の配向状態を図3に示
す。
The chiral smectic liquid crystal device of this example was placed on the FP82 hot stage controlled by the FP80HT temperature controller manufactured by METTLER CORPORATION, and the phase transition from the isotropic phase to the SmA phase was performed. The orientation state at this time is shown in FIG.

【0059】図3に示されるように、本実施例ではCh
相を持たず、相系列が等方相(Iso)−スメクティッ
クA相(SmA)−カイラルスメクティック液晶に対し
て均一な配向を得ることができた。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, Ch
It was possible to obtain a uniform alignment with respect to the isotropic phase (Iso) -smectic A phase (SmA) -chiral smectic liquid crystal having no phase.

【0060】[比較例]LB法で水平配向膜を形成する
側の透明電極に、膜厚150nmのITOの薄膜を用い
た以外は前記実施例と同様の手法でセルを作成した。こ
の時、透明電極上の平均表面粗さは5nm程度であっ
た。本比較例の配向状態を図4に示す。
[Comparative Example] A cell was prepared in the same manner as in the above example except that a thin film of ITO having a thickness of 150 nm was used as the transparent electrode on the side where the horizontal alignment film was formed by the LB method. At this time, the average surface roughness on the transparent electrode was about 5 nm. The alignment state of this comparative example is shown in FIG.

【0061】図4に示されるように、液晶の配向に対す
る表面凹凸の影響が大きいため、ランダム配向状態とな
った。
As shown in FIG. 4, since the influence of surface irregularities on the alignment of the liquid crystal is large, a random alignment state was obtained.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るカイ
ラルスメクティック液晶素子によれば、Ch相を持たな
いカイラルスメクティック液晶を均一に配向させること
ができる。
As described above, according to the chiral smectic liquid crystal element of the present invention, it is possible to uniformly align the chiral smectic liquid crystal having no Ch phase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のカイラルスメクティック液晶素子の一
例の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a chiral smectic liquid crystal device of the present invention.

【図2】LB膜累積装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of an LB film accumulating device.

【図3】本発明の実施例に係るカイラルスメクティック
液晶素子の配向状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an alignment state of a chiral smectic liquid crystal element according to an example of the present invention.

【図4】比較例に係るカイラルスメクティック液晶素子
の配向状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an alignment state of a chiral smectic liquid crystal element according to a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水槽 2 純水 3 バリア 4 膜 5 基板 11a,b ガラス基板 12a,b 透明電極 13a,b ショート防止膜 14a,b 配向膜 15 カイラルスメクティック液晶 16 ビーズスペーサー 17 a,b 偏光板 1 Water Tank 2 Pure Water 3 Barrier 4 Film 5 Substrate 11a, b Glass Substrate 12a, b Transparent Electrode 13a, b Shorting Preventing Film 14a, b Alignment Film 15 Chiral Smectic Liquid Crystal 16 Bead Spacer 17a, b Polarizing Plate

フロントページの続き (72)発明者 朝岡 正信 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 武田 恭明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 中澤 郁郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 浅尾 恭史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Front page continued (72) Inventor Masanobu Asaoka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yasuaki Takeda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Ikuo Nakazawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yasushi Asao 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カイラルスメクティック液晶を間に保持
して対向するとともに、その対向面には夫々カイラルス
メクティック液晶に電圧を印加するための電極が形成さ
れた一対の基板を備え、配向状態におけるカイラルスメ
クティック液晶が少なくとも2つの光学的安定状態を示
すカイラルスメクティック液晶素子であって、 該一対の対向電極のうち少なくとも一方の電極は表面平
坦化されたアモルファスITO(Indium Tin
Oxide)からなり、該電極上に5nm以下の膜厚
のLB膜を有することを特徴とするカイラルスメクティ
ック液晶素子。
1. A chiral smectic in an aligned state, which is provided with a pair of substrates which are opposed to each other with a chiral smectic liquid crystal held therebetween and whose opposing surfaces are respectively formed with electrodes for applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal. A chiral smectic liquid crystal device in which liquid crystal exhibits at least two optically stable states, and at least one electrode of the pair of counter electrodes has a surface-flattened amorphous ITO (Indium Tin).
A chiral smectic liquid crystal element comprising an LB film having a thickness of 5 nm or less on the electrode.
【請求項2】 前記一対の対向電極のうち少なくとも一
方の電極上に一軸配向処理を施さないことを特徴とする
請求項1に記載のカイラルスメクティック液晶素子。
2. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein at least one of the pair of counter electrodes is not subjected to uniaxial alignment treatment.
【請求項3】 前記カイラルスメクティック液晶が、フ
ルオロカーボン末端鎖及び炭化水素末端鎖からなり、該
両末端鎖が中心核によって結合され、スメクティック中
間相又は潜在的スメクティック中間相を有するフッ素含
有液晶性化合物を含有するカイラルスメクティック液晶
組成物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
カイラルスメクティック液晶素子。
3. A fluorine-containing liquid crystalline compound comprising a fluorocarbon terminal chain and a hydrocarbon terminal chain, the both terminal chains being bound by a central nucleus, and having a smectic mesophase or a latent smectic mesophase. The chiral smectic liquid crystal element according to claim 1 or 2, which is a chiral smectic liquid crystal composition containing the same.
【請求項4】 前記フッ素含有化合物を含有するカイラ
ルスメクティック液晶組成物が下記一般式(I)で表さ
れる化合物を1種もしくは多種含むことを特徴とする請
求項3に記載のカイラルスメクティック液晶素子。 P−Q−A−W−B−(T−D)n −U−V (I) (式中、A,B,Dは、それぞれ同一もしくは異なる芳
香族環,複素芳香族環,脂肪族環あるいはそれらの縮環
構造を表す。それらの環は置換されていても良い。Q,
W,Tは、それぞれ同一もしくは異なる単結合,−O
−,−COO−,−OCO−,−C≡C−,−CONR
−,−NRCO−,−NR−,−CH2 −,−CH=N
−,−N=CH−,−CH=CH−,−COS−,−S
CO−,−CH2 CH2 −,−CH2 O−,−OCH2
−を表す。Rは、アルキル基を表す。Pは、置換されて
いても良いアルキル基を表す。nは、0,1又は2を表
す。Uは、−CO−Cm2m−,−O−Cm2m−,−
m2m−CO−,−Cm2m−O−,−Cm2m−,
−OSO2 −,−SO2 O−,−SO2 −,−SO2
m2m−,−O−Cm2m−O−Cm2m−,−Cm
2m−SO2 −,−Cm2m−O−Cm2m−O−,−
m2m−N(Cm'2m'+1 )−SO2 −,−Cm2m
−N(Cm'2m'+1 )−CO−,−SO2 −N(Cm'
2m'+1 )−Cm2m−,−CO−N(Cm'2m'+1 )−
m2m−を表し、m,m’はそれぞれ同一もしくは異
なる1から20までの整数を表す。Vは、−(Cp2p
O)qr2r+1を表す。pはqが複数の場合それぞれ
の(Cp2pO)に対して独立に1から10の整数であ
り、qが1の場合1から10の整数である。qは1から
6の整数である。rは1から10の整数である。)
4. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 3, wherein the chiral smectic liquid crystal composition containing the fluorine-containing compound contains one or more compounds represented by the following general formula (I). . P-Q-A-W-B- (T-D) n- U-V (I) (In the formula, A, B, and D are the same or different aromatic rings, heteroaromatic rings, and aliphatic rings. Alternatively, they represent a condensed ring structure thereof, which ring may be substituted.
W and T are each the same or different single bond, -O
-, -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CONR
-, - NRCO -, - NR -, - CH 2 -, - CH = N
-, -N = CH-, -CH = CH-, -COS-, -S
CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH 2 O -, - OCH 2
Represents-. R represents an alkyl group. P represents an alkyl group which may be substituted. n represents 0, 1 or 2. U is, -CO-C m H 2m - , - O-C m H 2m -, -
C m H 2m -CO -, - C m H 2m -O -, - C m H 2m -,
-OSO 2 -, - SO 2 O -, - SO 2 -, - SO 2 -
C m H 2m -, - O -C m H 2m -O-C m H 2m -, - C m
H 2m -SO 2 -, - C m H 2m -O-C m H 2m -O -, -
C m H 2m -N (C m 'H 2m' + 1) -SO 2 -, - C m H 2m
-N (C m 'H 2m' + 1) -CO -, - SO 2 -N (C m 'H
2m '+ 1) -C m H 2m -, - CO-N (C m' H 2m '+ 1) -
Represents C m H 2m −, and m and m ′ each represent the same or different integers from 1 to 20. V is- (C p F 2p
O) q C r F 2r + 1 . When q is plural, p is an integer of 1 to 10 independently for each (C p F 2p O), and when q is 1, it is an integer of 1 to 10. q is an integer of 1 to 6. r is an integer of 1 to 10. )
【請求項5】 前記カイラルスメクティック液晶がコレ
ステリック相を持たない液晶であることを特徴とする請
求項1〜4のいずれかに記載のカイラルスメクティック
液晶素子。
5. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal having no cholesteric phase.
【請求項6】 カイラルスメクティック液晶を間に保持
して対向するとともに、その対向面には夫々カイラルス
メクティック液晶に電圧を印加するための電極が形成さ
れた一対の基板を備え、配向状態におけるカイラルスメ
クティック液晶が少なくとも2つの光学的安定状態を示
すカイラルスメクティック液晶素子の製造方法であっ
て、 該一対の対向電極のうち少なくとも一方の電極を表面平
坦化されたアモルファスITO(Indium Tin
Oxide)で形成し、該電極上に5nm以下の膜厚
のLB膜を形成する工程を含むことを特徴とするカイラ
ルスメクティック液晶素子の製造方法。
6. A chiral smectic in an aligned state is provided with a pair of substrates, which are opposed to each other with a chiral smectic liquid crystal held therebetween, and whose opposing surfaces respectively have electrodes for applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal. A method for manufacturing a chiral smectic liquid crystal device in which liquid crystal exhibits at least two optically stable states, wherein at least one electrode of the pair of counter electrodes is made into an amorphous ITO (Indium Tin).
Oxide), and a step of forming an LB film having a film thickness of 5 nm or less on the electrode, the method of manufacturing a chiral smectic liquid crystal element.
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